內蒙古額濟納旗白龍山硅石礦地質特征及成因淺析

張華川 曹軍

摘要：研究區(qū)位于內蒙古自治區(qū)阿拉善盟額濟納旗境內，成因上與研究區(qū)內侏羅紀中粒鉀長花崗巖的侵入和北東向構造關系密切，是侵入巖同期派生的脈巖成礦。礦石以白色、純白色脈石英為主，礦物組成簡單，主要由石英組成。礦石具粒狀鑲嵌、碎裂狀結構，塊狀構造。巖石受力壓碎產生裂紋及細粒化條帶。

關鍵詞：硅石；地質特征；白龍山

1.區(qū)域地質

大地構造位于哈珠—雅干深斷裂南側。區(qū)域內主要出露晚古生界二疊紀地層，中生界白堊系和新生界第四系地層。晚古生界為一套淺海相，海陸交互相的碎屑巖夾碳酸鹽巖及火山巖建造。其中中酸性火山巖的大量分布是該時代地層一個較突出的特征。拐子湖—呼和音烏蘇弧形擠壓帶，位于雅干北近東西向擠壓帶以南，二者大體上以雅干大斷裂為界。區(qū)域古生代地層區(qū)劃為塔里木—南疆地層大區(qū)（Ⅳ），中南天山—北天山地層區(qū)（Ⅳ1），覺羅塔格—黑鷹山地層分區(qū)（Ⅳ11）；中新生代地層區(qū)劃為阿拉善地層區(qū)（2），巴丹吉林地層分區(qū)（21）。

區(qū)內主要出露晚古生界二疊系下統(tǒng)雙堡塘組地層、中統(tǒng)方山口組地層和上統(tǒng)哈爾蘇海組地層；中生界白堊系上統(tǒng)烏蘭蘇海組；新生界第四系地層。

大地構造位于哈珠—雅干深斷裂南側。區(qū)內的主要構造形跡，是一系列近東西向和北東向展布的弧形構造形跡，其中包括不同等級、不同次序的褶皺、斷裂、地層、火山巖帶、長軸狀巖體、巖脈、構造破碎帶等。由于該區(qū)經歷了長期的歷史演變，遭受過多次構造運動的改造和建造，使該區(qū)的構造面貌變得極其錯綜復雜。原來的東西向構造形跡，有的保留下來了，有的消失了，有的加強了，有的隱蔽了，有的改變了原來的方位，有的則沉沒在中新生代槽地之下。

侵入巖的巖石類型主要為酸性巖。以巖基、巖株狀出露。巖體的長軸方向與區(qū)域構造線方向一致。在時間上均與二疊紀和侏羅紀期褶皺關系密切。根據巖體與地層接觸關系，可將侵入巖劃分為二疊紀期和侏羅紀期兩期。

2.研究區(qū)地質

礦區(qū)位于哈珠—雅干深斷裂南側拐子湖—呼和音烏蘇弧形擠壓帶中。

根據《內蒙古自治區(qū)巖石地層》，通過普查、詳查階段地質剖面測量、地質填圖，礦區(qū)內劃分了3個巖石地層單位和1個侵入體。第一個巖石地層單位巖性組合為灰綠色黑云石英片巖、灰綠色長石變粒巖、灰綠色細粒石榴長石片麻巖、灰綠色黑云石英板巖、灰白色方解白云石大理巖、灰色石榴黑云片巖，礦區(qū)內的這種地層組合在以往1∶20萬區(qū)域地質調查和1∶5萬區(qū)域礦產地質調查中沒有，本次填圖工作中根據巖性組合特征將其歸為古元古界北山巖群；其余兩個巖石地層單位分別為二疊系下統(tǒng)雙堡塘組和中統(tǒng)方山口組。礦區(qū)構造表現(xiàn)形式為褶皺構造、不同規(guī)模的斷裂構造及接觸帶構造。

2.1地層

礦區(qū)內出露地層由老到新依次為古元古界北山巖群地層、二疊系下統(tǒng)雙堡塘組地層和中統(tǒng)方山口組地層。

2.1.1古元古界北山巖群

區(qū)域上是指分布于額濟納旗北部中級變質程度的碎屑巖及碳酸鹽巖巖系，以各種片巖及大理巖為主，上、下接觸關系不清。額濟納旗雅干一帶的北山巖群呈東西向或北東向展布，局部可見黑云斜長變粒巖。

該地層位于礦區(qū)北部，走向延伸長980m，傾向出露寬為480m～730m，分布面積為0.6km2，厚度大于362.49m，呈東西向展布。下界關系不清，上伏與二疊系中統(tǒng)方山口組不整合接觸。被侏羅紀花崗巖侵入。該地層巖性主要為灰綠色黑云石英片巖、灰綠色長石變粒巖、灰綠色細粒石榴長石片麻巖、灰綠色黑云石英質板、灰綠色長石變粒巖、灰白色方解白云石大理巖、灰色石榴黑云片巖、灰綠色斜長角閃巖。

2.1.1二疊系

（1）下統(tǒng)雙堡塘組

該地層位于礦區(qū)中南部，為一套淺變質碎屑巖，在礦區(qū)走向延伸長約2.7km，傾向出露寬為1.35km～2.06km，分布面積為4.66km2，厚度大于437.26m，呈近東西向展布。下界關系不清，上伏與二疊系中統(tǒng)方山口組整合接觸。

（2）中統(tǒng)方山口組

該地層位于礦區(qū)中北部，為一套中酸性火山巖地層，其巖性簡單，為斜長流紋巖。在礦區(qū)走向延伸長約2.7km，傾向出露寬為1.1km～1.5km，分布面積為4.66km2，厚度為414.91m，呈近東西向展布。下伏與古元古界地層為北山巖群不整合接觸，與下統(tǒng)雙堡塘組呈整合接觸，并被侏羅紀中粒鉀長花崗巖侵入。

2.2構造

礦區(qū)位于哈珠—雅干深斷裂南側拐子湖—呼和音烏蘇弧形擠壓帶—查黑林嘎順復式背斜北西翼，其褶皺、斷裂構造發(fā)育，褶皺為近東西向，斷裂以北東東向為主，次為北東向，時代均為二疊紀晚期。區(qū)內褶皺構造發(fā)育于二疊系下統(tǒng)雙堡塘組內，表現(xiàn)為一處背斜和一處向斜，褶皺軸向均呈近東西向展布，還發(fā)育有北東東向、北東向的斷裂構造，主要發(fā)育于古元古界和二疊紀地層內，斜切褶皺軸，均為逆斷層，共計4條。

2.3巖漿巖

礦區(qū)出露侵入巖主要為侏羅紀中粒鉀長花崗巖，分布于礦區(qū)西北角，面積為0.12km2，呈巖株狀出露，次為與中粒鉀長花崗巖同期派生的石英脈、螢石脈及與二疊紀侵入巖同期派生的中基性脈巖。礦區(qū)內出露火山巖為中二疊統(tǒng)方山口組斜長流紋巖。其具體特征見本章第一節(jié)。

3.礦床地質特征

通過本次工作，在白龍山礦區(qū)內共查明14條礦體，其中10個為脈石英硅石礦體，4條螢石礦體。

3.1礦體特征

3.1.1脈石英硅石礦體特征

10條脈石英硅石礦體在空間上呈SW—NE向成群分布于北西部，依次編號為Kq-1、Kq-2、Kq-3、Kq-4、Kq-5、Kq-6、Kq-7、Kq-8、Kq-9、Kq-10，均賦存于二疊系中統(tǒng)方山口組斜長流紋巖中，成因上與礦區(qū)內侏羅紀中粒鉀長花崗巖的侵入和北東向構造關系密切，是侵入巖同期派生的脈巖成礦。其中以Kq-1脈石英規(guī)模最大，是礦區(qū)的主礦體。

Kq-1礦體：地表出露形態(tài)為透鏡體，基本裸露，地貌上呈一相對獨立的山梁，地形上高出于圍巖，地表標高 1090m～1120m，走向NE 30°，傾向120°～131°，傾角38°～41°，出露長度700m，出露寬度7m～50m。

地表由6條相互平行的勘查線工程系統(tǒng)控制，間距最小為95m，最大為105m，控制礦體長度為507m，寬度為7m～ 50m，控制礦體厚度為6.32m～53.74m，平均厚度為33.50m，厚度變化系數為56.07%，SiO2品位變化范圍為96.12%～ 99.74%，平均品位為97.48%，品位變化系數為0.77%；Fe2O3品位變化范圍為0.01%～0.31%，平均品位為0.16%，品位變化系數為9.92%；Al2O3品位變化范圍為0.05%～1.24%，平均品位為0.45%，品位變化系數為27.36%。

深部由三個鉆孔控制，控制礦體厚度為6.20m～24.61m，平均厚度為14.70m，厚度變化系數為63.15%，SiO2品位變化范圍為96.06%～99.68%，平均品位為97.84%，品位變化系數為0.66%；Fe2O3品位變化范圍為0.01%～0.35%，平均品位為0.22%，品位變化系數為19.07%；Al2O3品位變化范圍為0.10%～1.84%，平均品位為0.74%，品位變化系數為37.58%。

Kq-1硅石礦體共有9個工程控制，從以上計算出的厚度變化系數和品位變化系數二組數據可以看出，厚度變化較大，變化系數在56.07%～63.15%，屬較穩(wěn)定型。品位變化系數較低，SiO2在0.66%～0.77%間；Fe2O3在0.16%～19.07%間；Al2O3在27.36%～37.58%，屬均勻型。

上述統(tǒng)計說明，Kq-1礦體沿走向和傾向厚度變化較大，自地表向深部尖滅趨勢明顯，品位變化較小，有益有害組分含量沿走向和傾向分布均勻。

（2）螢石礦體特征

礦區(qū)4條與脈石英異位同生的螢石礦體分布于勘查區(qū)北部，依次編號為KF-1、KF-2、KF-3、KF-4，均賦存于二疊系中統(tǒng)方山口組斜長流紋巖中，成因上與勘查區(qū)內侏羅紀中粒鉀長花崗巖的侵入和北東、北西向構造關系密切，是侵入巖同期派生的脈巖成礦。KF-1為主要礦體。

KF-1礦體：地表出露形態(tài)為透鏡體，沿走向呈豆莢狀分布，走向NE 36°，傾向300°，傾角70°，出露長度91m，出露寬度1.6m～3.9m。由兩條探槽控制，控制厚度為1.5m～3.6m，平均厚度為2.55m。CaF2品位變化范圍為42.05%～79.88%，厚度加權平均品位為53.91%。

3.2礦石質量

礦石結構、構造及物質組分：礦石以白色、純白色脈石英為主，礦物組成簡單，主要由石英組成，石英具明顯波狀消光由大小不等的長粒狀石英鑲嵌而成，含量95%～99%。絹云母少量，呈細小鱗片狀充填間隙中。其他礦物微量。礦石具粒狀鑲嵌、碎裂狀結構，塊狀構造。巖石受力壓碎產生裂紋及細粒化條帶。

礦石化學成分：根據礦體礦石樣品的成分含量統(tǒng)計，Kq-1硅石礦體SiO2：96.00%～99.74%，平均97.47%；Fe2O3：0.01%～0.35%，平均0.17%；Al2O3：0.05%～1.84%，平均0.45%。Kq-1礦體礦石SiO2、Fe2O3、Al2O3組分含量符合工業(yè)指標。礦石質量沿走向和傾向穩(wěn)定，質量較好。

本次工作在勘查區(qū)總共取螢石礦體化學基本分析樣44件，分析項為CaF2。其中礦化帶內CaF2品位一般在21.74%～79.88%之間，最高品位為79.88%。礦化沿礦化體走向和傾向上不穩(wěn)定，品位變化較大，礦化連續(xù)性差。

3.3礦石類型

根據基本分析樣、組合分析樣、加工試驗樣品的分析結果，硅石礦石自然類型為壓碎脈石英，顏色純白色，品質純凈；工業(yè)類型為玻璃硅質原料。

螢石自然類型按礦石中螢石、石英相對含量比例，礦石自然類型為石英—螢石脈型，礦石為灰白色、紫色及紫蘭色。礦石以螢石為主，多呈粒狀或角礫狀與玉髓或少量石英共生。玉髓含量為30%～40%，呈條帶狀或團塊狀產于螢石脈之中，質雜不純。礦區(qū)螢石的工業(yè)類型為硅酸鹽巖石中的充填型脈狀礦石。

4.礦床成因及找礦標志

工作區(qū)主體構造為近東西向，二疊系上統(tǒng)方山口組長石石英砂巖已被后期構造改造成長英質糜棱巖，其形成的片理基本取代了原始的層理構造，沿片理方向熱液蝕變非常強烈。從脈石英成群同向分布的特點分析，成因上與次一級北東向構造裂隙和巖漿熱液侵入有關，是巖漿熱液沿構造裂隙帶侵入長英質糜棱巖冷卻而成，這從工作區(qū)其他分布的規(guī)模很小的脈石英的展布上也可以得到佐證。

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